[发明专利]一种含碳纳米管的复合陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，具体公开了一种含碳纳米管的复合陶瓷材料及其制备方法。所述的方法包含如下步骤：(1)将碳纳米管分散于乙醇中，然后放入研磨设备中进行研磨得碳纳米管浆料；(2)在步骤(1)制备得到的碳纳米管浆料中加入分散剂进行超声分散10～20min，随后进行干燥得掺杂分散剂的碳纳米管；(3)将步骤(2)制备得到的掺杂分散剂的碳纳米管、粘结剂以及陶瓷粉末混合，搅拌均匀后进行压制得生坯；将生坯进行脱脂烧结后即得所述的含碳纳米管的复合陶瓷材料。该方法能够将碳纳米管充分的均匀的分散在陶瓷中，进而提高陶瓷材料的弯曲强度。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种含碳纳米管的复合陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。

目前碳纳米管应用在陶瓷材料中的研究报道越来越多，虽然有许多研究表明碳纳米管添加到陶瓷材料中能够对陶瓷材料具有增强作用。但是现有开发过程中，由于很难将碳纳米管充分的均匀的分散到陶瓷材料中，从而使得其增强作用受到了限制。因此，进一步研究碳纳米管分散技术，对于进一步发挥碳纳米管在陶瓷材料中的增强作用具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种含碳纳米管的复合陶瓷材料的制备方法。该方法能够利用碳纳米管，将碳纳米管充分均匀的分散在复合陶瓷材料，从而大幅提高了陶瓷材料的弯曲强度。

本发明所要解决的上述技术问题通过以下技术问题予以实现：

一种含碳纳米管的复合陶瓷材料的制备方法，其包含如下步骤：

(1)将碳纳米管分散于乙醇中，然后放入研磨设备中进行研磨得碳纳米管浆料；所述的碳纳米管与乙醇的用量比为1g：5～10mL；

(2)在步骤(1)制备得到的碳纳米管浆料中加入分散剂进行超声分散10～20min，随后进行干燥得掺杂分散剂的碳纳米管；所述分散剂与碳纳米管浆料的用量比为0.1～0.2g：5～10mL；

(3)将步骤(2)制备得到的掺杂分散剂的碳纳米管、粘结剂以及陶瓷粉末混合，搅拌均匀后进行压制得生坯；将生坯进行脱脂烧结后即得所述的含碳纳米管的复合陶瓷材料。

优选地，步骤(3)中所述的掺杂分散剂的碳纳米管、粘结剂以及陶瓷粉末的重量用量比为0.5～1.5：20～40：100。

最优选地，步骤(3)中所述的掺杂分散剂的碳纳米管、粘结剂以及陶瓷粉末的重量用量比为1：30：100。

优选地，步骤(3)中所述的陶瓷粉末为氮化铝粉末。

优选地，步骤(3)中所述的粘结剂由如下重量比为30～40：50～70：3～10的石蜡、聚乙烯以及硬脂酸组成。

最优选地，步骤(3)中所述的粘结剂由如下重量比为35：60：5的石蜡、聚乙烯以及硬脂酸组成。

优选地，步骤(2)所述的分散剂与碳纳米管浆料的用量比为0.15g：8～10mL。

优选地，步骤(2)中所述的分散剂通过如下方法制备得到：

将1-(4-氟苯基氨基甲酰基)环丙烷羧酸溶于溶剂中，然后加入氢氧化锂，进行加热回流反应2～3h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；

所述1-(4-氟苯基氨基甲酰基)环丙烷羧酸与氢氧化锂的摩尔比为1:1；所述1-(4-氟苯基氨基甲酰基)环丙烷羧酸与溶剂的用量比为1g：10～15mL；所述的溶剂为体积分数为70％～90％的乙醇水溶液。

最优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：